有限元模擬NdFeB永磁環(huán)脈沖充磁的研究.pdf

1、本文采用計算機模擬與實驗相結(jié)合的方法，利用有限元分析軟件ANSYS對NdFeB稀土永磁磁環(huán)脈沖充磁(包括輻射充磁和六對十二極充磁)過程中的初始電壓、磁場分布、鐵芯材料選擇、線圈匝數(shù)及繞法、外層磁軛、磁場的軸向分布等影響因素展開了系統(tǒng)的研究，并結(jié)合實驗結(jié)果進行證實。 減小初始電壓可降低磁化電流的峰值，增加電容可延長磁化電流的持續(xù)時間，因此，減小初始電壓和增加電容可以從很大程度上消除渦流的影響，提高電流的有效值。在滿足磁體磁化場均勻

2、度的前提下，電壓應(yīng)選擇滿足飽和磁化場的最小值。對于輻射充磁，最低電壓可選在1550V；對于十二極充磁，最低電壓在1000V。鐵芯工作點應(yīng)處于飽和區(qū)，以保證磁環(huán)磁化均勻，同時，為降低能量損耗，外加電壓和電流應(yīng)處于最低點。就所選用的材料來說，硅鋼由于電阻率高，受感應(yīng)電流影響小，內(nèi)部磁力線擴散速度快，能在較小電壓下進入飽和工作區(qū)，所以選擇硅鋼作為鐵芯；純鐵由于磁導(dǎo)率較高，導(dǎo)磁性能好，所以選擇純鐵作為磁軛，有利于導(dǎo)磁。 在輻射充磁過程中

3、，線圈總匝數(shù)相同的情況下，應(yīng)選擇層數(shù)較多、每層匝數(shù)較少的線圈；但應(yīng)用中從減小所用電壓和電流考慮，每層匝數(shù)要跟鐵芯磁化飽和電壓相適應(yīng)。選擇與磁環(huán)外徑相同尺寸的線圈，這時，產(chǎn)生的電感較小，渦流也較小，磁場能夠較容易滲透至鐵芯中心，將鐵芯磁化飽和。在六對十二極充磁過程中，較粗銅線的峰值電流大，能較早進入飽和區(qū)，磁力線分布均勻，電壓和發(fā)熱量減小。但粗銅線也增加了實際繞線操作的難度，在實踐中，對實驗所用的六對十二極線圈，φ1mm銅線為最佳銅線尺寸